專利名稱：超高效4000瓦2極三相異步電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動機，特別是一種超高效4000瓦2極三相異步電動機。
背景技術(shù)：
電動機自問世至今已經(jīng)有近二百年歷史，三相異步電動機也有一百多年歷史，目前廣泛地應(yīng)用于各工、農(nóng)、林、牧業(yè)等各行各業(yè)，以及生活的各個領(lǐng)域，已成為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的必需設(shè)備，但同時也成為了生產(chǎn)和生活中耗能最大的電器設(shè)備，于是如何使電動機節(jié)能環(huán)保就成為了人們面前的重要課題。我國是亞洲第一大電力消耗國，也是世界上目前缺電最為嚴(yán)重的發(fā)展中國家，從1992年起我國的年發(fā)電量和用電量均居世界第二位，我國的能源短缺大多是因為能源浪費和利用不當(dāng)所造成，目前我國工業(yè)能耗約占總能耗的70%，其中電機能耗約占工業(yè)總能耗的60% 70%，因此，電動機能源效率水平的提高對于我國 能源節(jié)約、環(huán)境保護以及促進經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義，根據(jù)調(diào)查，我國IEl (國際電機能效等級標(biāo)準(zhǔn))等級的電動機使用量仍然占總使用量的90%以上，而IE2以上的高效節(jié)能電動機使用比例只占總使用量的8%，能夠達到IE3等級的超高效節(jié)能電動機的使用更是鳳毛麟角；這種狀況對整個社會資源產(chǎn)生了極大的浪費，是發(fā)展低碳經(jīng)濟的嚴(yán)重阻力，所以，研究開發(fā)高效電動機是提高能源利用率的重要措施之一，符合我國和世界經(jīng)濟發(fā)展的需要。目前我國市場上通用的是Y2系列三相異步電動機，這種電動機包括定子和轉(zhuǎn)子兩大部分，其定子鐵心是由硅鋼片制作的定子沖片疊壓而成，沖片上有若干凹槽，凹槽內(nèi)鑲嵌定子繞組，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸上套裝有用硅鋼片制作的由轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成的轉(zhuǎn)子磁極，轉(zhuǎn)子磁極上有轉(zhuǎn)子繞組形成的閉合回路；當(dāng)定子通入電流以后，產(chǎn)生的磁力線通過轉(zhuǎn)子，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電流，短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使短路環(huán)部分和未短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋轉(zhuǎn)磁場；通電啟動后，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子存在相對轉(zhuǎn)速，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來，實現(xiàn)電能與機械能的變換；在滿負荷工況條件下，電動機的效率一般較高，通常在80%左右；然而，一旦負荷下降，電機的效率便隨之顯著下降，因為電動機選型時是按最大可能負荷和最壞工況所需的功率而定的，多數(shù)電機在大部分運行時間的負荷率都在50% 60%，所以實際運行時的效率都比較低。目前市場上使用的4000瓦2極三相異步電動機絕大部分是IEl等級的，其能量轉(zhuǎn)換效率為83. 1%，也有少量IE2等級的，其能量轉(zhuǎn)換效率上升到了 85. 8%，但是其節(jié)能效果仍然無法滿足當(dāng)前發(fā)展低碳經(jīng)濟的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種對4000瓦2極三相異步電動機的定子、轉(zhuǎn)子及其鐵心、槽形和尺寸進行優(yōu)化設(shè)計的方法，通過綜合降低其運行損耗，來達到在確保輸出功率為4000瓦的前提下，更大限度地降低輸入功率目的。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種超高效4000瓦2極三相異步電動機，包括定子和轉(zhuǎn)子，定子包括定子鐵心、定子沖片槽和定子扣片槽，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子沖片槽，其特征在于所述的定子外徑為19. 00cm，定子內(nèi)徑為10. 40cm，定子鐵心的長度為12. 00cm，所述的定子沖片槽的數(shù)量為24個并呈環(huán)狀均勻分布，定子沖片槽的槽形為梯形槽，其中槽底寬度為9. 60mm，槽上部深為19. 50mm，槽肩高度為0. 83mm，槽肩寬度為7. 20mm，槽口寬度為2. 70mm，槽口高度為0. 80mm，所述的定子扣片槽中心線從定子沖片槽的兩槽中間穿過，所述的轉(zhuǎn)子外徑為10. 33cm，轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為3. 20cm，轉(zhuǎn)子鐵心的長度為12. 00cm，所述的轉(zhuǎn)子沖片槽的數(shù)量為20個并呈環(huán)狀均勻分布，轉(zhuǎn)子沖片槽的槽形為圓頂圓底雙鼠籠槽，其中槽口寬度為I. 00mm，槽口高度為0. 60mm，上槽半徑為2. 60mm，下槽口寬為I. OOmm,下槽口高為I. 50mm,下槽頂半徑為2. 70mm,下槽部深為8. 50mm,下槽底半徑為I. 80mmo本發(fā)明的有益效果是由于將定子和轉(zhuǎn)子的外徑、內(nèi)徑、鐵心長度以及沖片槽的數(shù)量、槽形和尺寸進行了優(yōu)化合理設(shè)計，使得定子繞組損耗只有117. 3W，轉(zhuǎn)子繞組損耗只有86. 6W，鐵心損耗只有37. 3W，包括雜散損耗100. 0W，機械損耗123. 5W，其能源總損耗量為464. 7W，而現(xiàn)有的4000瓦2極三相異步電動機定子繞組損耗有287. 0W，轉(zhuǎn)子繞組損耗有161. 6W，鐵心損耗有86. 9W，包括雜散損耗100. Off,機械損耗90. 5W，其能源總損耗量 為726. 0W，本發(fā)明所需要的能源損耗量減少了 35. 99%，大大節(jié)約了能源；在輸出功率同為4000瓦的前提下，現(xiàn)有同類產(chǎn)品需要的輸入功率為4. 726kW，能源轉(zhuǎn)換效率為84. 6%，而本發(fā)明所需的輸入功率僅為4. 465kff,能源轉(zhuǎn)換效率為89. 6%，提高了 5. 0%，與國際電機能效等級標(biāo)準(zhǔn)的最聞等級IE3對4000瓦2極二相異步電動機的效率標(biāo)準(zhǔn)要求88. 1%相比,能量轉(zhuǎn)換效率提高了 I. 5%，大大提高了能源轉(zhuǎn)換效率；同時，本發(fā)明將定子相電流從4. 42A降到了 4. 31A,降低了 2. 49% ;轉(zhuǎn)速從2890r/min增加到了 2939r/min，增加了 49r/min ;由于將定子扣片槽中心線設(shè)計成從定子沖片槽的兩槽中間穿過，削弱了氣隙中的徑向電磁力波，減少了電磁振動，降低了電磁噪聲。


圖I為本發(fā)明超高效4000瓦2極三相異步電動機的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明定子沖片結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明定子沖片槽結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明轉(zhuǎn)子沖片槽結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.定子，2.轉(zhuǎn)子，3.定子扣片槽，4.定子鐵心，5.轉(zhuǎn)子鐵心，6.定子沖片槽，7.轉(zhuǎn)子沖片槽，8.定子內(nèi)徑，9.定子扣片槽中心線，10.轉(zhuǎn)子外徑，11.轉(zhuǎn)子內(nèi)徑，12.定子外徑，61.槽底寬度，62.槽上部深，63.槽肩高度，64.槽肩寬度，65.槽口寬度，66.槽口高度，71.槽口高度，72.上槽半徑，73.下槽口寬，74.下槽口高，75.下槽頂半徑，76.下槽部深，77.下槽底半徑，78.槽口寬度。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖I所示，本發(fā)明包括定子I和轉(zhuǎn)子2兩個主要部分，基本材料、結(jié)構(gòu)和制作方法與普通4000瓦2極三相異步電動機相同，不同的地方是將定子外徑12做成19. 00cm，定子內(nèi)徑8做成10. 40cm,定子沖片槽6的數(shù)量做成24個并呈環(huán)狀均勻分布，定子沖片槽6的槽形做成梯形槽，將其中槽底寬度61做成9. 60mm，槽上部深62做成19. 50mm，槽肩高度63做成0. 83mm,槽肩寬度64做成I. 20mm,槽口寬度65做成2. 70mm,槽口高度66做成0. 80mm,將定子扣片槽中心線9從定子沖片槽的兩槽中間穿過，然后組裝成定子鐵心4，將定子鐵心4的長度做成12. OOcm ;再將轉(zhuǎn)子外徑10做成10. 33cm，將轉(zhuǎn)子內(nèi)徑11做成3. 20cm，將轉(zhuǎn)子沖片槽7的數(shù)量做成20個并呈環(huán)狀均勻分布，轉(zhuǎn)子沖片槽7的槽形做成圓頂圓底雙鼠籠槽，將其中槽口寬度78做成I. OOmm,槽口高度71做成0. 60mm,上槽半徑72做成2. 60mm,下槽口寬73做成I. OOmm,下槽口高74做成I. 50mm,下槽頂 半徑75做成2. 70mm,下槽部深76做成8. 50mm，下槽底半徑77做成I. 80mm，然后將轉(zhuǎn)子鐵心5的長度做成12. OOcm ;其它部分按照普通方法做成4000瓦2極三相異步電動機，即完成超高效4000瓦2極三相異步電動機的制作。經(jīng)檢驗，本發(fā)明與現(xiàn)有通用的Y2-112M型4000瓦2極三相異步電動機相比較，得出對比差異如下表。本發(fā)明與傳統(tǒng)的4000瓦2極三相異步電動機的結(jié)構(gòu)差異比較表。
權(quán)利要求
1.超高效4000瓦2極三相異步電動機，包括定子(I)和轉(zhuǎn)子(2)，定子(I)包括定子鐵心(4)、定子沖片槽(6)和定子扣片槽(3)，轉(zhuǎn)子(2)包括轉(zhuǎn)子鐵心(5)和轉(zhuǎn)子沖片槽(7)，其特征在于 所述的定子外徑(12)為19. OOcm,定子內(nèi)徑(8)為10. 40cm,定子鐵心(4)的長度為.12. OOcm ； 所述的定子沖片槽(6)的數(shù)量為24個并呈環(huán)狀均勻分布，定子沖片槽(6)的槽形為梯形槽，其中槽底寬度(61)為9. 60mm，槽上部深(62)為19. 50mm，槽肩高度(63)為0. 83mm,槽肩寬度(64)為7. 20mm，槽口寬度(65)為2. 70mm，槽口高度(66)為0. 80mm ； 所述的定子扣片槽中心線(9)從定子沖片槽(6)的兩槽中間穿過； 所述的轉(zhuǎn)子外徑(10)為10. 33cm，轉(zhuǎn)子內(nèi)徑(11)為3. 2cm，轉(zhuǎn)子鐵心(5)的長度為.12. Ocm ； 所述的轉(zhuǎn)子沖片槽(7)的數(shù)量為20個并呈環(huán)狀均勻分布，轉(zhuǎn)子沖片槽(7)的槽形為圓頂圓底雙鼠籠槽，其中槽口寬度(78)為I. OOmm，槽口高度(71)為0. 60mm，上槽半徑(72)為.2. 60mm，下槽口寬(73)為I. 00mm，下槽口高(74)為I. 50mm，下槽頂半徑(75)為2. 70mm,下槽部深(76)為8. 50mm，下槽底半徑(77)為I. 80mm。
全文摘要
超高效4000瓦2極三相異步電動機，包括定子和轉(zhuǎn)子，由于將定子和轉(zhuǎn)子的外徑、內(nèi)徑、鐵心長度和沖片槽的數(shù)量、槽形和尺寸進行了優(yōu)化合理設(shè)計，使得定子繞組損耗、轉(zhuǎn)子繞組損耗和鐵心損耗大大降低，在輸出功率同為4000瓦的前提下，本發(fā)明與現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比，轉(zhuǎn)速從2890r/min增加到了2939r/min，增加了49r/min；電能總損耗量從726.0W下降到了464.7W，節(jié)能35.99%；能源轉(zhuǎn)換效率從84.6%提升到了89.6%，提高了5.0%，且比國際最高等級標(biāo)準(zhǔn)88.1%高出1.5%，大大提高了能量轉(zhuǎn)換效率；同時，由于將定子扣片槽中心線設(shè)計成從定子沖片槽的兩槽中間穿過，削弱了氣隙中的徑向電磁力波，減少了電磁振動，降低了電磁噪聲。
文檔編號H02K1/16GK102780352SQ201210252059
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者呂三元 申請人:重慶市樂爾佳機械有限公司